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                    《科學畫報》

                    開博時間:2016-07-01 14:43:00

                    由中國科學社于1933年8月創刊,距今已有80年的歷史?!犊茖W畫報》在80年的辦刊歷程中,形成了通俗生動、圖文并茂地介紹最新科技知識,形式多樣地普及科學技術的特點,對提高廣大群眾的科學水平,啟發青年愛好科學、投身科學事業起了很大的作用,當今的不少著名學者、教授、科學家,青少年時代都曾受到它的熏陶和啟發。

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                    人工智能,高分子材料,打贏新冠戰疫的兩大法寶

                    2020-09-02 13:05:00

                      面對新型冠狀病毒(以下簡稱新冠病毒),人們除了依賴公共衛生策略進行全面抵抗外,還將不同領域的科技力量有機結合,使之產生協同效應,為打贏這場疫情戰爭而奮斗。

                      新興科技大顯身手

                      近年來,電子傳感器、大數據、人工智能、超級計算機、4G/5G等新興技術得到了飛越式發展。與17年前人們應對SARS疫情的方式相比,新興技術成果被運用到新冠病毒“戰疫”中,大大提高了人們對病毒溯源、疑似病例識別追蹤、重癥救治、人群擴散路徑跟蹤、物資調撥調配、疫情研判管控等方面的技術能力。

                      比如,基于人工智能技術的醫學影像識別能力的提升和遠程智慧醫療工具的運用,有助于人們以智能對話的方式實現新型冠狀病毒肺炎(以下簡稱新冠肺炎)疫情自查和得到相應的指導建議等,緩解了民眾的焦慮,為減輕總體醫療資源的壓力提供了保障。

                      再如,人們足不出戶就可以使用手機等電子設備查看周邊疫情地圖;政府防控部門可以主動通過人臉識別、大數據分析等技術,累計追蹤新冠病毒的密切接觸者;個人可以通過手機運營商提供的服務,查詢近期途經地區的疫情防控信息,有助于了解個人是否到過疫情嚴重的地方。

                      又如,無人送菜車、送藥機器人、在線辦公、在線教學等科技成果的應用,有效地減少了密集人群帶來的新冠病毒傳播風險。

                      這些科技的運用在17年前是難以想象的,它們不僅提供了“戰疫”的技術保障,也擴充了公眾的防疫知識,增強了民眾的抗疫信心。在應對新冠肺炎疫情過程中,高分子材料等行業也做出了積極貢獻。

                      高分子科學是化學化工領域的分支科學。顧名思義,高分子科學的研究對象是相對分子質量非常高的物質,如蛋白質、纖維、塑料、橡膠、涂料等。研究層次可以簡要概括為對物質的結構解析、結構設計、合成改性、材料制造和加工成型,以及材料和制品的性能研究等方面。

                      高分子科學是一門與人們日常生活緊密相連、復雜又有趣的學科。當前,各類合成和天然的高分子材料早已在民生領域占據著不可或缺的地位。

                      隨著高分子科學研究的不斷拓展和深入,以及新技術的運用和產業化進程的加快,各種先進的高分子材料不斷涌出,在建筑、制藥、隔離防護裝備等方面大顯身手。在這次應對疫情過程中,高分子材料為人們提供了重要的基礎支撐。

                      高分子材料為速建醫院立功勞

                      從2003年北京小湯山醫院到2020年武漢蔡甸火神山醫院等,這些傳染病應急醫院的快速建設,都離不開高分子復合建筑材料的全面支撐。

                      這些應急醫院的建筑結構主體材料是由玻璃鋼纖維及不飽和聚酯樹脂復合而成,其加工性能優良、機械強度高、絕緣性能和環境耐受性能較好,再結合外部金屬骨架設計,可實現方便快捷的現場標準化組裝。

                      由于這些標準模箱式房材料無須內部涂刷即可投入使用,極大地加快了建設進程,也避免了涂料可能帶來的室內環境問題。在這種情況下,高分子復合涂料的用武之地,更多地體現在整體建筑的外部防水和防火等方面。

                      此外,傳染病應急醫院的建設還需要考慮廢水、廢氣等排污問題,這也離不開高分子科學的助力。比如,高密度聚乙烯薄膜以其優良的化學穩定性、耐老化性能、防腐和防滲漏性能,以及較高的機械強度、相對便利的施工方式、相對低廉的價格,在火神山醫院建設中被用作環境防滲、防漏的材料,有力確保了臨時醫院的管道污水與城市地下水資源的有效隔離。

                      根據國家相關部門發布的《傳染病醫院建設標準》,對傳染病醫院通風系統的潔凈度、濕度、溫度以及凈化能力等有著極為嚴格的要求,為此,需要利用先進的高分子復合材料來保障通風系統的絕熱保溫,以及確保耐微生物侵蝕、耐老化等。

                      高分子材料為個體防護做貢獻

                      防止疫情擴散的方法之一是阻隔病毒的傳播。在個體防護領域,高分子材料在切斷病毒傳播方面發揮了巨大的作用。

                      SARS暴發時,人們所用的口罩絕大多數是具有吸水特性的多層紗布口罩。在新冠肺炎疫情中,醫用口罩由于經過了防水加工處理,能夠防飛沫,阻隔體液、血液等液體,成為人們必備的防疫武器。

                      這類醫用口罩一般具有三層結構。外層采用的是聚丙烯紡粘布,表面進行了抗靜電和防水處理,可有效阻隔灰塵和極性液滴的沉積滲透。中間層為聚丙烯熔噴無紡布過濾材料,用來過濾病毒、病菌。內層則是具有吸濕、抗菌性能的聚丙烯無紡布。

                      其中,中間層材料性能是決定口罩過濾性能的技術核心。目前,國內外口罩制造企業的技術水平差距,主要體現在針對中間層過濾材料的駐極處理工藝方面。

                      隨著高分子技術的發展,醫療防護服的性能也有所提升。在新冠肺炎疫情中,醫護人員大多使用的是由無紡布材料制成的一次性防護服。這類防護服多采用聚乙烯基復合材料制成,材料內部具有多孔通道,在一定壓力下具有透水透氣性能和病毒阻隔性能,從而起到了良好的隔離防護作用,給醫護人員提供了安全保障。

                      文/林馭寒

                    本文來自《科學畫報》

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